CN101565893A - 制造纳米增强碳纤维和含有纳米增强碳纤维的组件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制造纳米增强碳纤维和包含含有碳纤维的复合材料的组件的方法。在一个实施方式中，所述方法限定了用粉末涂料涂覆纳米增强材料从而形成粉末涂覆的纳米增强材料以及将经粉末涂覆的纳米增强材料与至少一种碳纤维相接触。优选为，所述粉末涂料是热塑性树脂或粘合剂。在另一个实施方式中，所述组件是包含含有碳纤维的复合材料的航空器和航空器组件，使得所述碳纤维含有0.1至20重量％的纳米增强材料。

Description

制造纳米增强碳纤维和含有纳米增强碳纤维的组件的方法
分案申请
本申请是申请日为2007年5月1日，申请号为200780025247.7，发明名称为“使用纳米增强材料对用于复合材料中的增强纤维丝束的改性”的专利申请的分案申请。
发明领域
本发明大体上涉及纳米增强纤维，更具体地说，涉及用于复合材料用途中的纳米增强纤维丝束(tows)或纱线的制造方法。
背景技术
碳纤维是能够显示高强度和高刚度的轻质材料。碳纤维通常通过聚丙烯腈(PAN)、沥青、或人造丝前体的高温热解来制造。聚丙烯腈(PAN)基纤维的高温热处理(约1000℃以上)产生基本上为100％的碳以及更定向的石墨烯(graphene)微结构和明显更高的模量。当模量增加时，纤维通常变得更加难以加工，从而引起因热处理和后续加工(例如，织造)而导致的成本增加。例如，目前在织造物中，织造物中的中等模量(～270GPa)纤维的成本大概是标准模量(～220GPa)纤维成本的两倍，但在强度和刚度上仅显示约20％的改进。
在使用中，碳纤维可以被加工或织造，然后用树脂浸渍以形成复合结构。与金属相比，碳纤维复合材料能够显示明显更高的强度/重量比，从而得到至多约50％的潜在重量节省。与金属结构相比，碳纤维复合材料还能够具有优越的疲劳特性，并且耐腐蚀。由于这些有利的结构特性，碳纤维复合材料适用于包括航空器和航空器组件在内的多种制品中。
已经进行了许多尝试以克服与碳纤维形成相关的加工困难同时改进碳纤维用于各种复合结构中的结构特性。这些努力包括使用碳纳米管增强材料来改进各种类型碳纤维的强度和刚度。
美国专利第7,153,452号提到包括量为约0.01重量％至约1.0重量％的碳纳米管增强材料的中间相沥青基碳纤维。其它努力集中在利用聚丙烯腈(PAN)基纤维的结构改进上。这种努力包括在将碳纳米管引入至聚丙烯腈(PAN)前体中之前使用电纺丝方法来使碳纳米管定向和分散。人们认为，碳纳米管的分散和定向直接影响碳纳米管作为增强材料的效果。Titchenal等人，“SWNT and MWNT Reinforced CarbonNanocomposite Fibrils”(单壁碳纳米管和多壁碳纳米管增强的碳纳米复合纤维)，Drexel University，Society for the Advancement of Materialand Process Engineering。除电纺丝之外，还可以使用机械方法和磁方法在将碳纳米管添加至聚丙烯腈(PAN)前体中之前使其定向。
仍需要提高或改进碳纤维和聚丙烯腈(PAN)基纤维的结构特性的更有效的方法。还需要在复合结构中使用该纤维。
发明内容
本发明涉及制造具有提高的强度和刚度的碳纤维(包括纤维丝束和纱线)的方法。本发明还涉及包含该碳纤维的复合材料。
本发明的纤维可以包含约0.1至约20重量％的一种或多种纳米增强材料。在另一个实施方式中，纳米增强材料可以包含约2至约8重量％的纤维。
在制造纤维的一个实施方式中，可以将纳米增强材料加入到含溶剂、粘合剂(adhesive)或纤维上浆料(fiber sizing)或其组合的液体溶液中，然后倾倒到一种或多种纤维上。在另一个实施方式中，纳米增强材料可以用粉末来涂覆，并被引入到一种或多种纤维中。该方法还可以包括将纳米增强材料如碳纳米管(图1)或纳米纤维(图2)粘附到展开的碳丝束或纱线(图3)中，以形成改性纤维丝束或纱线。可以使纳米增强材料如碳纳米管(～1TPa模量)或纳米纤维在微米尺寸碳纤维的方向上定向(即，在聚丙烯腈(PAN)前体碳化之后)。可以将碳纳米管或纳米纤维用金属涂覆或者进行官能化以进一步改性。
包含纳米增强材料的碳纤维丝束或纱线可以进行加工(织造、单向化(unidirectional)等)，以便用热固性树脂或热塑性树脂浸渍，从而形成各种复合结构或材料。
附图说明
图1是描述不同的单壁碳纳米管构型的图，说明了各种碳单壁构型，其可用于本发明所述的纳米增强涂覆过程中，其中上图为扶手椅构型(α＝30°)，中图为Z字构型(α＝0°)，下图为中间构型(0＜α＝30°)。
图2说明了碳纳米纤维(多壁纸杯构型)。
图3是描述纳米增强材料的涂覆过程的图，说明了如本发明所述的将纳米增强材料施用至纤维的方法的一个实施方式，其中的空心图形从左至右依次表示：丝束卷轴；丝束展开器——空气梳、真空梳、张力辊或超声辊；纳米增强材料进料器——振动进料器、静电喷射器、有槽流火电场柱；加热器——红外加热器、烘箱或加热辊；压实辊；重新合并丝束——准直管或小孔；将丝束重新绕在卷轴上。
图4是描述了纳米增强的丝束捆(～通常为3K、6K或12K的长丝)的图，说明了涂覆有纳米增强材料的展开丝束(spread tow)和重新合并的丝束，其中左侧图形表示用纳米增强材料涂覆的展开丝束，右侧图形表示其中截留了大量纳米增强材料的重新合并的丝束。
具体实施方式
本发明披露了通过将纳米增强材料粘附至丝束或纱线的单根长丝(filament)上来提高纤维(包括纤维丝束或纱线)的结构特性和多功能性的方法。纳米增强材料可以在丝束或纱线已被制造之后(即，不在纤维的纺纱或制造过程中)添加。丝束或纱线可以被展开以使长丝暴露以用于后续的纳米增强材料的粘附。
下面是本文所用若干术语的背景：
本发明所使用的碳纤维被定义为通过有机前体纤维的热解产生的纤维，其包括但不限于基于(聚丙烯腈)PAN、人造丝或沥青的那些纤维。碳纤维主要可用于复合材料中，所述复合材料是含两种或更多种具有不同化学或物理性质的组分的工程结构(engineered structure)或材料，其中所得材料具有在原始材料中不存在的结构特性。通常，所述组分可以物理地识别，并在彼此之间显示界面。在纤维增强复合材料的情况中，所述组分可以是纤维和树脂。
蜂窝芯子(honeycomb core)是轻质的蜂窝状结构，其通常由金属片材材料或非金属材料(例如，用树脂浸渍的纸或纺织物)制造，并成形为六角形嵌套单元。
纳米增强材料包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、碳纳米纤维、石墨纳米小片(graphite nanoplatelet)、富勒烯(fullerenes)、元素纳米粒子、二元和配合物(complex compound)的纳米粒子等。
聚丙烯腈(PAN)是一种聚合物，其在被纺成纤维时可用作制造某些碳纤维的前体材料。
增强材料可与树脂基质结合以形成复合材料。增强材料通常具有连续纤维的形式，其可以是织造或非织造的。当用于本发明中时，术语“纤维”具体地包括碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、芳族聚酰胺纤维或其它有机纤维。增强织物包括织造的碳纤维、玻璃纤维、硼纤维、芳族聚酰胺纤维或其它有机纤维，其用于制备预浸料(prepreg)和蜂窝状制品(honeycomb)。
术语“修补(repair)”和“改造(retrofit)”是指增强或修补已存在的结构。当用复合材料实施修补或改造时，与其它可选择方案相比，所得产物可以是相对轻质和低成本的。
上浆料(sizing)是中性整理剂(例如，环氧树脂)，其在进一步加工(例如预浸渍)的过程中保护纤维并用作复合材料树脂体系的界面。
可由本发明所述的复合材料制造的结构包括用于航空器和工业用途的成品组件。当所述结构存在于航空用途中时，它们可用于主要或次要的外部结构中。在机动车用途中，除其它用途之外，它们还可以用于底盘整流装置和底板。
表面处理操作可以使碳表面形成化学键，并可以为复合材料的树脂体系赋予较好的粘合性。
I.可被增强的纤维类型
可用本发明所述的纳米增强材料来增强多种纤维(包括丝束和纱线)。能够增强的纤维丝束或纱线的类型包括下列：
碳纤维
碳纤维可以被描述为含至少90％碳的纤维，其通过适当纤维的受控热解来获得。碳纤维用于，例如，商用和民用航空器、娱乐业、工业和运输市场中。碳纤维可存在于通常用于需要强度、刚度、相对轻质、耐疲劳、耐高温、化学惰性或高阻尼性质的用途中的复合材料中。
许多碳纤维前体可以热解以制造碳纤维，根据所使用的前体，所得碳纤维将具有不同形态和特定特性。典型的前体包括聚丙烯腈(PAN)、纤维素纤维(粘液丝、棉线)、石油或煤焦油沥青、以及某些酚醛纤维。受控热解可以从纤维脱除氧、氮和氢而形成碳纤维。机械性能可以通过提高结晶度和取向度并减少纤维中的缺陷而加以改进。
基于碳纤维的性质，可以将碳纤维归为各种类型，包括超高模量(模量＞约450Gpa)、高模量(模量为约300至约450Gpa)、中等模量(模量为约250至约300Gpa)和低模量(模量＜约250GPa)。高模量纤维可以被描述为更精细的碳纤维(more refined carbon fibers)。术语“模量”是指“杨氏模量”(刚度的量度)，其中较高的数值对应于刚度较高的纤维。高模量纤维通常可以通过将单个纤维的外层剥离、留下强度更高的芯来制造。
根据前体纤维材料，碳纤维可被分为许多类。有PAN基碳纤维(通过聚丙烯腈的热解形成)、沥青基碳纤维、中间相沥青基碳纤维、各向同性沥青基碳纤维、人造丝基碳纤维和气相生长碳纤维。高强度碳纤维丝束或纱线通常以24K、12K、6K、3K和1K的纱线或丝束尺寸来供应，其中K＝1000长丝(纤维)。
其它纤维
除碳纤维丝束之外，其它纤维丝束也可以使用本发明所述的纳米增强材料来增强。例子包括玻璃纤维，如E玻璃(E glass)和S玻璃(Sglass)；以及芳族聚酰胺纤维，如Kevlar。纤维可以是硼纤维，并且可以由聚合物形成，例如热塑性树脂或者其它有机纤维。
硼纤维(boron fiber)通常可以通过化学汽相沉积来制造。例如，可以在钨丝、玻璃或石墨长丝芯上沉积硼。所得的涂有硼的长丝具有约0.1至约0.2mm的标称直径。所述长丝具有低密度、高抗张强度以及高弹性模量和刚度。它们的刚度可以使长丝难以织造、编结或缠绕(twist)，但它们可以成形为用树脂浸渍的带子(tape)。这种带子可以用于手工铺叠(hand lay-up)和纤维缠绕过程中。
可以使高模量的碳与在压缩中显示高刚度的硼纤维共混。当与碳的高抗拉刚度结合时，可以得到协同效果，其中总刚度大于根据单个纤维的性质预测的刚度。超韧硼纤维还能够保护更脆的高模量碳纤维。
上浆料
碳纤维易碎，因此在其进行处理时可能需要一些保护或润滑。可以使用所选的“上浆材料”(也称为“上浆料”，或简称为“浆料”)来将纤维“上浆”以保护碳纤维。理想的是上浆料选择为提供相容的处理且不在加工设备上形成任何残留。此外，优选上材料在处理过程中不增加纤维与任何接触点之间的摩擦，并且不会阻碍树脂向纤维捆中的渗透。
上浆料应该与基质树脂相容。短语“与......相容”包括在配制树脂(formulated resin)中溶解和与配制树脂具有反应性。树脂应能够渗透纤维捆并与纤维表面相互作用。通常，与环氧树脂一起使用的上浆料可以使用环氧制剂(epoxy formulation)作为上浆材料。优选浆料在上浆纤维的储存过程中化学或物理性质不改变，由此在老化后容许相容的处理(consistent treatment)。一些上浆料是水溶性的，并且可以在织造或编结之后但在施用树脂之前将其洗掉或蒸发掉(burned off)。其它上浆料，例如聚硅氧烷和有机硅烷整理剂，可能是水溶性较差的。
上浆料可以分为两类。第一类可以是相对低分子量的上浆料，其使丝束捆柔软并易于展开，且其通常用于预浸渍。第二类可以由成膜材料制成，其是在纤维干燥后形成韧性膜的相对高分子量的聚合物。该膜可以为丝束捆提供更多的保护，并防止断裂的长丝沉积在加工设备上。
一些上浆材料如环氧树脂不是水溶性的，其必须作为水分散体或作为乳液来施用。上浆料可以均匀地分布在纤维表面上，或者可以作为液滴存在，该液滴或者位于纤维表面上，或者将许多单根纤维粘连在一起。因此，制造者通常努力控制上浆槽中乳液的组成、浓度和粒度以及干燥条件，以提供相容的产品。
单向化预浸料(Unidirectional prepregs)可使用热熔法制备。对于这种方法，纤维优选需要易于展开并具有一致的来料宽度，这将消除缝隙并容许由成本较低的较大丝束捆来制备薄的预浸料。对于这种方法，较低浓度的上浆料(＜约1％)可以提供足够的保护。
当碳纤维用于使其遭受更高水平的损伤的操作(例如织造或编结)时，可能需要更高水平的保护，因此可使用更高浓度(＞约1％)的上浆料。也可以使用更高的上浆料浓度以生产平束产品(flat tow product)，例如，在卷轴(spool)上展开为非常均匀的宽度的纤维捆。被切断以在热塑性树脂中用作短纤维增强材料的碳纤维通常具有高(＞约1％)的上浆料浓度。
制造者可使用溶剂来将上浆料洗掉或蒸发掉以确定总的浆料含量。因为相对于纤维捆表面积来说施加了低浓度的上浆料，所以可能难以评定覆盖的均匀性。次要特性如摩擦、纤维损伤和展开能力可以与上浆料浓度和覆盖均匀性相关。
II.用于使纤维丝束和纱线改性的纳米增强材料
有许多类型的纳米增强材料可用于将本发明所述纤维丝束或纱线改性。例子包括碳纳米管和碳纳米纤维、石墨烯薄片(graphene sheet)、富勒烯、纳米粒子和纳米丝(nanowire)。
碳纳米管
从经济角度考虑，与较高成本的单壁碳纳米管相比，更优选使用碳纳米纤维(多壁碳纳米管)；然而，碳纳米纤维的导电性低很多。碳纳米管可以是纯的或官能化的，并且可以是用金属涂覆的或者用聚硅氧烷改性的。当施用了聚硅氧烷涂层时，理想的是基于纤维总重量可存在至少约1％的聚硅氧烷。
可以使纳米纤维沿纤维丝束或纱线定向，以提供具有有利的增强性能的增强纤维丝束或纱线。可以使纳米管通过各种方法定向，包括机械方法、化学方法和磁方法。例如，可以将纳米管与粘合剂混合并挤出到待涂覆的纤维或丝束上。可以使进给螺杆(feed screw)振动以改进纤维在流动方向上的定向。这种操作可类似于用于再循环热塑性树脂的振动注射模塑类似。可以将纳米管官能化为与每个纳米管的尾部或头部反应，由此使其自组装(类似于脂质双层组装)。这可以包括使纳米管负载最优化，以使纳米管互相吸引，同时确保用于将纳米管粘附至纤维的任何热固性单体(即，环氧树脂)不会干扰所述过程。另外，纳米管可以这样制备：使镍粒子附着至纳米管的一端。可以将亚铁合金纳米粒子和碳纳米管(带有镍粒子)添加至粘合剂、底漆(primer)或涂料(paint)中并进行磁场处理以使纳米管定向。
碳纳米管和金属粉末共混物的制备
碳纳米管-铜复合材料粉末可以通过电沉积法使用镀铜浴来制备。该镀铜浴含均匀分散的碳纳米管。在电镀的初始阶段，具有“棘状(spiky)”球结构的复合材料粒子在电镀电极上积聚，并且可以被分离以形成碳纳米管-铜粉末。在本发明中，可以将纳米管包埋到铜粒子中。
用金属涂覆的微球和碳纳米管
可以使用本领域已知的技术来用金属(如银)涂覆碳纳米管。例如，金属导电10，10扶手椅构型单壁纳米管或用金属涂覆的纳米管或纤维可用于微米尺寸纤维丝束或纱线中以改善导电性，从而实现电磁干扰(EMI)屏蔽或雷击保护。这些改性纤维丝束或纱线也能够改善由丝束或纱线制备的复合材料的导热性。
通常，碳纳米管例如通过氧化、亲水处理、敏化处理、活化处理或其组合来进行预处理。这种处理可能是需要的，因为碳纳米管通常具有低的化学反应性，并且不会用作金属涂层沉积的催化剂。预处理提供了允许镀金属(如银)的活化位点。也可以使用提供这种活化位点的其它预处理步骤。
氧化可以使用例如硝酸来实施。敏化和活化可以例如通过下述方式实施：将碳纳米管浸入酸性氯化锡溶液中，漂洗，然后将该管浸入酸性氯化钯溶液中。在敏化、活化和无电镀过程中，可以使用超声波来搅拌反应混合物。这些步骤为纳米管的表面提供了多种官能团，例如羧酸、酮和羟基基团。
无电镀(electroless plating)可以提供厚度大概为约10至约20nm的金属涂层。金属原子在横向和纵向上聚集形成连续层。在一种实施方式中，用银涂覆的碳纳米管可用于提供导电层。
优选微球、纳米管或其组合的密度与被其增强的纤维的密度相近。例如，对于平均直径为约70微米且银涂层为约5微米的情况，用银涂覆的微球的密度为约0.13lb/in3(3.5g/cm3)。可使用超声变幅杆或辊(ultrasonic horn or roller)来帮助混合和分散粒子。
单壁碳纳米管
10，10构型的碳纳米管可具有与铜相近的电阻率，并且能够比铜轻六倍。优选这些碳纳米管能够在平面内定向以使其能够导电。可通过各种方法来使纳米管定向。可使用机械方法、化学方法和磁方法来使纳米管定向。例如，纳米管可与粘合剂混合并挤出到待涂覆的纤维丝束或纱线上。可使进给螺杆振动以改进纤维丝束或纱线在流动方向上的定向。纳米管可被官能化为与每个纳米管的尾部或头部反应，以使其自组装(类似于脂质双层组装)。这通常需要使纳米管负载最优化，以使纳米管互相吸引，同时确保环氧树脂基本不干扰所述过程。最后，纳米管可以制造为使镍粒子附着至纳米管的一端。可以将亚铁合金纳米粒子和碳纳米管(带有镍粒子)添加至粘合剂、底漆或涂料中并进行磁场处理，以使纳米管定向。
改性碳纳米管
可以将碳纳米管或其它纳米粒子改性以降低它们的电阻率。通过将金属原子结合至碳纳米管的端部或侧面，使电子通道增加或使其更有效，由此降低它们的电阻率。这些改性纳米管可以为面内取向的，或者在两相聚合物中使用。
纳米级石墨烯片(Nanoscale Graphene Plate)和石墨纳米小片(graphite nanoplatelet)
通常将一层或数层石墨烯片的纳米级石墨烯片(NGP)称作石墨纳米小片(GNPs)。通常使用超声波能量使石墨片脱落，脱落水平可以通过调节声处理时间来控制。
石墨纳米小片往往比单壁碳纳米管的成本更低。层分离能够比小片的完全脱落更加理想，因为能够有与邻近小片接触的更高的可能性。通过振动(超声波或其它机械振动)、剪切流(shear flow)或共价键方法能够使小片在面内定向。也可以用聚合物来涂覆小片并用电场使小片定向。
使用与美国专利申请公开第2005/0069701号中提及的使碳纳米管彼此共价键合的方法相类似的技术，可以使石墨烯薄片在边缘处彼此共价键合。可以将官能团连接至石墨纳米小片边缘，然后使其彼此交联。在一种实施方式中，交联剂不应是可以自聚合的。环氧基质可交联至小片表面以防止小片各层之间的碰撞。
可以将石墨纳米小片(GNPs)在热塑性树脂中涂覆并使其定向。可使用聚偏氟乙烯(PVDF)在约350°F时提供用于固化环氧预浸料的互相贯穿的机械结合。随后可使用热塑性树脂层使复合结构彼此结合。可使用热塑性树脂来提供石墨纳米小片(或其它纳米粒子)与环氧表面膜之间的夹层。热塑性树脂也可以用于在随后的加工中使石墨纳米小片定向。其它热塑性树脂如聚苯乙烯(PS)、聚亚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)和聚醚醚酮(PEEK)也可以用于此用途。
纳米丝和纳米粒子
也可以使用金属纳米棒、纳米丝或纳米绞合线(nanostrand)(以下统称为“纳米丝”)作为增强材料。铜、银或铝因为传导性高而可能是优选的。可以将金属纳米丝直接加入到树脂中。除金属之外，也可以使用其它元素，包括硅。也可以使用二元化合物(例如氧化硅、氧化钛)和配合物(例如钛硅氧化物、银铜合金)等的纳米粒子。也可以使用球形式的纳米粉末。理想的是能够将纳米粒子包埋在纤维丝束或纱线束中以便使丝束或纱线机械地锁定在适当的位置。
在一种实施方式中，可以使用纳米微粒如二氧化硅来提到碳纳米纤维或纳米管，或者可以在使用碳纳米纤维或纳米管之外还使用纳米微粒如二氧化硅。在这种实施方式中，可以使纳米微粒二氧化硅粉末沉积到丝束中，并用环氧上浆料粘附在丝束上或热塑性树脂涂层上。这能够显著改进耐火性。在航空发动机舱组件燃烧过程中，聚合物基质在燃烧的起始阶段会被烧掉，留下碳纤维。当纳米微粒二氧化硅附着至碳纤维时，其将会在燃烧过程中遇到的温度下变为玻璃，从而增加烧穿时间。最终，这种耐燃烧性十使得较少数量的层达到某一烧穿时间。在一种可选实施方式中，可将碳纳米管或纳米粒子用聚硅氧烷上浆，以实现相同的功能。聚硅氧烷的存在量可以为标准碳纤维的大概1重量％。
富勒烯
富勒烯是一种碳的同素异形体。富勒烯可以被描述为中空球体、椭球体或管形式的完全由碳组成的分子。有时球形富勒烯被称为“巴克球(buckyballs)”，圆柱形富勒烯被称为“巴克管(buckytubes)。富勒烯在结构上与由相连的六角形环的薄片组成的石墨相似，但它们包含防止薄片成为平面的五角形(或者有时是七角形)的环。
当用作纳米增强材料时，富勒烯可以是纯的或官能化的，本领域技术人员应该理解这一点，并且例如可以使用上面关于碳纳米管所述的金属来对富勒烯进行金属涂覆。
III.将纳米增强材料施用至纤维丝束或纱线的方法
可以将本发明所述的纳米增强材料施用至纤维丝束或纱线。在一种实施方式中，将纳米增强材料用热塑性树脂粉末涂覆，然后静电喷洒到纤维丝束或纱线上。在另一种实施方式中，将纳米增强材料混合到液体中，然后将所得液体喷洒到纤维丝束或纱线上，所述液体例如是在溶剂中包含粘合剂、上浆料或其组合的溶液。在任一实施方式中，均可以将纳米增强材料引入衍生自(聚丙烯腈)PAN前体的微米尺寸碳纤维(即，在(聚丙烯腈)PAN碳化之后)。
可以将纳米增强材料以无规取向或有序取向来施用。当将纳米增强材料以有序方式施用时，这可以使用多种手段实现，包括电场定向(electric field orientation)、移动丝束(moving tow)、特殊(即，纺纱、振动等)喷嘴、或者用有槽的进料器或压板来梳理。该施用技术或者如本发明中所述或者为本领域已知，并且可以单独施用或者与其它技术组合施用。
将纳米增强材料施用至展开纤维丝束或纱线上能够形成改性纤维、丝束或纱线，其中纳米增强材料被粘附至丝束纱线(tow yarn)上或截留在丝束纱线中。图4说明了纳米增强丝束，其中纳米增强材料被粘附至碳丝束或截留在碳丝束中。在一种实施方式中，使纳米增强材料(例如碳纳米管或纳米纤维)在丝束或纱线中的微米尺寸碳纤维的方向上定向可以改进碳纤维丝束或纱线的强度或刚度或其组合。当增强材料为碳纳米管或纳米纤维的形式时，可任选地将这些材料用金属涂覆或加以官能化，以便进一步改性。尽管不希望束缚于特定理论，但是通过使用纳米增强材料如纳米管和纳米纤维来实现的在结构特性如抗张强度上的改进被认为至少部分是由纳米纤维或纳米管末端之间的间隙和重叠所决定的。
粉末涂覆
在本发明所述方法的一种实施方式中，可以将纳米增强材料施用至碳纳米管或碳纳米纤维。可以在用粉末涂覆之前使碳纳米管或纳米纤维定向以使用机械(例如，振动镀)或电的手段沉积到丝束或纱线中。可选择地，也可以首先用热塑性树脂粉末来涂覆纳米管或纳米纤维，然后使纳米管或纳米纤维定向。
然后可以将用粉末涂覆的纳米管或纳米纤维散布到微米尺寸碳纤维丝束或纱线上。然后可以对丝束或纱线进行加热、加压或其组合，以确保碳纳米管或纳米纤维粘附至丝束或纱线以用于随后的加工。在一种可选实施方式中，可以将用粉末涂覆的碳纳米管或纳米纤维静电喷洒到展开丝束或纱线中。可以将移动丝束或纱线与特殊(例如，纺纱、振动等)喷嘴一起使用，所述喷嘴可用于在喷洒过程中帮助控制取向。
液体施用
也可以使用液体介质来施用纳米增强材料。在一种实施方式中，将材料添加至液体溶液中并喷洒或浇注到纤维丝束或纱线上。所述溶液包含溶剂，并且还可以任选地包含上浆料和粘合剂。可以将液体施用至移动丝束或纱线上。任选地，可以使用特殊(例如，纺纱或振动)喷嘴、有槽的进料器或压板或其组合来施用纳米增强材料液体。
当将含有纳米增强材料、溶剂、粘合剂和纤维上浆料的液体溶液浇注到展开丝束或纱线上时，可以使分配头或丝束或纱线振动或移动以帮助使纳米管或纳米纤维定向。进料器也可以包括模拟梳子的凹槽。在将展开丝束或纱线涂覆之后，可以通过置于压板上的凹槽而将进料器拉动穿过压板。梳理使纳米管或纳米纤维定向。在一种实施方式中，纳米管或纳米纤维上浆料是与在微米尺寸碳纤维上使用者相同的与环氧树脂相容的上浆料。这种实施方式允许通过加热、加压或其组合而将纳米增强材料如纳米管或纳米纤维粘附至丝束或纱线中的微米尺寸碳纤维上。纳米增强材料可以涂覆有或含有铁磁性金属，其能够在随后的磁场中使材料定向。
在另一种实施方式中，碳纳米管或纳米纤维可以用铁磁性金属如镍或钴涂覆，或者可以将镍催化剂留在生成的纳米管中并在聚苯乙烯溶液中在随后的磁场中定向。磁定向法通常需要非常强的磁性。因此，与机械或电场定向相比，这种方法可能不理想。
在图3中示出纳米增强过程的一个例子。在这个过程中，将丝束或纱线卷轴展开，成为展开丝束或纱线，丝束展开器可以包括空气梳、真空梳、张力辊或超声辊。将纳米增强材料进料器置于丝束展开器的上方，以将纳米增强材料供应到展开丝束上。例如，进料器可以为振动进料器、静电喷洒器、有槽梳或电场柱，或者进料器可以包括振动进料器、静电喷洒器、有槽梳或电场柱。在将纳米增强材料施用至展开丝束上之后，使已涂覆的纤维丝束或纱线通过加热器，该加热器可以是红外加热器、烘箱或加热辊。然后可以使已涂覆并加热的纤维通过一组压实辊，并使用准直管或小孔将其重新合并为丝束。然后可以将合并后的丝束重新绕在卷轴上。
IV.复合材料的制备
可以将所得的纳米增强纤维丝束或纱线模塑为高强度复合材料以用于结构用途。例如，可以通过常规方法(例如，预浸料铺层、丝束预浸、纤维缠绕、树脂传递模塑、纤维布置等)来使用热固性或热塑性聚合物将纳米增强纤维丝束或纱线加工成复合材料。
在一种实施方式中，可以对包含本发明所述增强纤维的纤维丝束或纱线进行加工(例如，织造、单向化等)，然后用热固性树脂或热塑性树脂浸渍，以形成复合结构。然后可以在固化前将已被施用树脂的改性纤维丝束或纱线(预浸料或丝束预浸料)定形为复合结构。纤维丝束或纱线也可以以织造或非织造的干燥形式用于复合结构的树脂传递模塑或树脂膜熔渗。在另一方面，使用热塑性树脂浸渍的纤维定形并使热塑性树脂固结。
改性纤维丝束或纱线相对于未改性纤维丝束或纱线的性能增加能够比改性所导致的重量增加更显著。在这种实施方式中，碳纳米管或纳米纤维的量通常为碳纤维丝束或纱线的约0.1至约20重量％，但可以为约2至约8重量％。增加的纤维刚度和强度能够导致显著的重量节省，其在需要低重量和高强度的用途如航空结构中可能是尤其重要的。与改用高性能微米尺寸碳纤维丝束或纱线相比，向丝束捆中添加低百分数的碳纳米管或纳米纤维的成本节约可能更多。
V.包含复合材料的制品
纳米增强纤维丝束或纱线几乎可以用于制造通常用纤维丝束或纱线本身所制造的任何复合材料。例子包括航天和核工程领域、普通工程和运输领域中的产品；工程组件，例如轴承、齿轮、凸轮、风机叶片和机动车车身；建筑工业和结构工业中的组件；以及机动车、船舶、普通航空器内部的装饰部件中的组件；普通娱乐和音乐器具产品和售后运输产品(after-market transportation product)。纤维丝束或纱线也可以用于在电子技术中提供导电性。
存在许多可以利用碳纤维的物理强度、特殊韧性和较轻质量的用途。这些包括航天、道路运输和船舶运输和体育用品工业中的产品(例如，高尔夫球棍、自行车架和零件)。具体的例子还包括用于容纳和操作航空发动机的发动机舱(及其组件)。
发动机舱组件的例子包括单片碳纤维反推力格栅；发动机舱的发动机罩(例如进气口、风扇、侧部、上部、下部、中心或前端的发动机罩)；隔音板；发动机舱管道系统，包括发动机加强(EBU)组件、起动器、发动机罩防冰器、油冷器和通风道；发动机舱安装和连接环；反推力系统如风扇反推力装置；飞行控制板；机身结构；风扇；启动辅助仪表(气动、电动和液压的)；排气喷嘴；中心体；前唇口蒙皮(noselipskin)；发动机周围的喷嘴；燃料系统；润滑系统；空气调节系统；以及火警系统。
存在可以利用碳纤维的高尺寸稳定性、低热膨胀系数和低磨损性的用途。这些包括航空器制动器、航天天线和支撑结构、大型望远镜、光具座、以及用于稳定的高频(Ghz)精确测量仪器的波导管。
存在可以利用碳纤维的导电性的用途，包括机动车的发动机盖、工具、电子设备的外壳和底座、EMI和RF保护罩、以及刷子。
存在可以利用碳纤维的生物惰性和x-射线穿透性的用途，包括医疗用途(例如假体、外科和x-射线设备、医用植入物和腱/韧带修复)。
存在可以利用碳纤维的耐疲劳性、自润滑性和高阻尼性的用途。这些包括织造机械和普通工程用途。
另外的用途可以利用碳纤维的化学惰性和高耐腐蚀性。这些包括在全部化学工业和核子领域中阀门、密封件、泵组件等中的用途。
其它用途可以利用碳纤维的电磁特性。这些包括发电机扣环和放射性设备。
非聚合物材料也可以用作碳纤维的基质。
在一些实施方式中，复合材料可用于过滤高温气体、用作具有高表面积和极高耐腐蚀性的电极、以及用作高性能服装中的抗静电材料。
复合材料可用于各种修补和改造用途中，例如，在航天工业中。
雷击保护
纳米增强纤维(包括本发明所述的丝束和纱线)可用于形成雷击保护复合材料。当用于本发明中时，雷击保护材料为各种结构提供雷击保护，包括在航空和航天工业中使用的那些。航空器制造必须遵守提出的各种适航认证授权或实践标准。根据雷击的概率和雷击中可能产生的电流强度，各种授权指明每种航空器不同的潜在雷击区域和可能的电流波形，这些区域中的结构和系统必须能够抵抗这些电流。通常将这些区域确定为区域1A和1B、区域2A和2B和区域3，这在航空器工业中是已知的。
在任何航空器上雷击区域的位置取决于航空器几何结构和操作因素，并且各个航空器之间经常不同。适航授权指明了航空器制造者必须遵守的标准。对每种航空器组件划分出不同的潜在雷击区域并且指明电流波组件。所述结构必须能够抵抗这种雷击，不得穿透组件的厚度。
航空器组件在起飞降落过程中经受热循环。这种热循环可能在表面膜中产生微裂纹。这种微裂纹可以扩展到复合结构中，导致在暴露于水份和/或其它化学品时过早地损坏。因此，理想的是如下配制表面膜：当其暴露于约-65°F至约160°F的热循环时，其可经历至少2000个循环而不会产生微裂纹。
根据本发明的一个方面，复合材料包括使用本发明的纳米增强碳纤维制造的雷击保护层外层。这种增强复合材料能够形成航空器或航空器组件外部的一部分。在本发明的一个方面，复合材料由使用金属纳米粒子、纳米丝等或者涂覆有金属的碳纳米管或纳米纤维来增强的碳纤维丝束或纱线和载体制备。
根据本发明的一个实施方式，载体可以包括热固性或热塑性聚合物。在另一方面，载体可以是形成热固性聚合物的单体。合适的聚合物的一个例子是环氧树脂，当固化时，其能够在所施用的复合材料、航空器或航空器部件表面上形成热固性聚合物。在使用中，可以将所述材料作为用于形成飞机构件的复合材料的顶层来施用，所述顶层可以任选地包括底漆或涂料或其组合的外涂层。在这方面，对于用作雷击保护材料，理想的是可以将纳米增强材料上浆，以提供足够的电性能(即，电阻)。
纳米增强材料可以具有足够的浓度，以使施用了所述材料的飞机的表面电阻率可以足够低，以便耗散雷击能量而不会对下层(即，位于雷击保护层下方的复合材料中的层)造成损害。复合材料可以任选地包括绝缘层(isolation ply)，尤其是在材料电阻率不够低以至于不使用该绝缘层便不能提供足够保护的情况下。对于大多数方面来说，可以使用多层以达到理想的防闪电效果。例如，复合材料可以包括一层或多层纳米增强纤维丝束或纱线，其任选地具有一个或多个玻璃纤维绝缘层。
在一个方面，可以将10，10扶手椅构型碳纳米管用作增强丝束或纱线中的全部或部分纳米增强材料。这些碳纳米管能够具有与铜相近的电阻率并且能够比铜轻六倍。可以通过多种方法使纳米管在丝束或纱线上定向，所述方法包括如上面所讨论的机械方法、化学方法和磁方法。
在另一个方面，可以将石墨烯薄片或金属纳米棒、纳米丝或纳米丝(统称为纳米丝)用作全部或部分的纤维丝束或纱线纳米增强材料。在又一个方面，可以将已被改性以降低电阻率的碳纳米管或其它纳米粒子用作用于纤维丝束或纱线的纳米增强材料。
在优选实施方式中，使用纳米增强丝束或纱线制备的复合材料能够提供足够的雷击保护以至少通过区域2A雷击测试，更优选能够通过区域1A雷击测试。而且，对于在航空器制造和使用中的用途，理想的是材料具有理想的热循环性质。例如，优选的是当暴露于约-65°F至约160°F的热循环时，复合材料可经历至少2,000个循环而不会产生微裂纹。
通过参考以下非限定性实施例，能够更好地理解本发明。
实施例1
用约5至约20重量％具有金属导电性的单壁碳纳米管(10，10扶手椅构型)来增强碳纤维。然后将所得纤维织造成织物，该织物用作用于航空器结构雷击保护的复合结构的顶层。该层也在复合结构中提供增加的强度、刚度和导热性。
实施例2
用约2至约8重量％的碳纳米纤维来增强碳纤维。所述碳纳米纤维用硅烷或有机硅烷整理剂来涂覆，或者包含聚硅氧烷。然后将纤维织造成织物或纯纺织物，或者作为带子来预浸渍，以便提供用于航空器结构的具有提高的强度、刚度和耐火性的复合结构。
实施例3
可以将用约5至约20重量％的具有金属导电性的单壁碳纳米管或约10至约60重量％的金属纳米丝或纳米粉末来增强碳纤维。将这些纤维织造成织物，以用于航空器结构的湿法铺叠修补(wet lay-up repair)。可以将该层用于顶层上，以便为航空器结构的没有使用另外的金属筛网层的雷击材料提供修补。
尽管上面为说明目的描述了本发明具体实施方式，但是对于本领域技术人员而言，很明显可以对本发明的细节作出许多改变而不脱离如所附权利要求所限定的本发明的范围。

Claims (20)

1.一种制造纳米增强碳纤维的方法，其包括：
用粉末涂料涂覆纳米增强材料从而形成粉末涂覆的纳米增强材料，其中所述粉末涂料是热塑性树脂或粘合剂；和
将经粉末涂覆的纳米增强材料与至少一种碳纤维相接触。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一种碳纤维与经粉末涂覆的纳米增强材料相接触，从而使得所述碳纤维含有约0.1至20重量％的纳米增强材料。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述至少一种碳纤维与经粉末涂覆的纳米增强材料相接触，从而使得所述碳纤维含有约2至8重量％的纳米增强材料。
4.如权利要求2或3所述的方法，其中所述碳纤维由碳、玻璃、芳族聚酰胺或硼构成。
5.如权利要求2-4中任一项所述的方法，其中所述纳米增强材料包括碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯薄片、富勒烯、纳米粒子、纳米丝或其组合。
6.如权利要求2-5中任一项所述的方法，其中多根涂覆碳纤维被捆扎起来形成丝束或纱线。
7.如权利要求2-5所述的方法，其中将所述涂覆碳纤维上浆。
8.如权利要求6所述的方法，还包括使所述纳米增强材料在丝束中定向的步骤。
9.如前述任一权利要求所述的方法，还包括对所述涂覆碳纤维进行加热或加压或其组合的步骤。
10.包含含有碳纤维的复合材料的航空器和航空器组件，其中所述碳纤维包括0.1至20重量％的纳米增强材料。
11.如权利要求10所述的航空器组件，其中所述组件是用在航空器中的发动机舱或发动机舱组件。
12.如权利要求10或11所述的航空器和航空器组件，其中所述碳纤维包括2至8重量％的纳米增强材料。
13.如权利要求11或12所述的航空器和航空器组件，其中所述纳米增强材料选自碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯薄片、纳米丝、元素纳米粒子、二元化合物纳米粒子和配合物纳米粒子及其组合。
14.如前述任一权利要求所述的航空器和航空器组件，其中将所述纳米增强材料上浆或用金属涂覆或用热塑性树脂涂覆，以有助于分散、施用或多功能性。
15.如前述任一权利要求所述的航空器和航空器组件，其中所述纳米增强材料由碳纳米管构成。
16.如前述任一权利要求所述的航空器和航空器组件，其中所述纤维包括单独或组合的碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维或聚合物纤维。
17.如前述任一权利要求所述的航空器和航空器组件，其中多根纤维被捆扎起来形成丝束或纱线。
18.如权利要求17所述的航空器和航空器组件，其中将所述纤维上浆。
19.如权利要求17所述的航空器和航空器组件，其中使所述纳米增强材料在所述丝束或纱线中定向。
20.如权利要求17所述的航空器和航空器组件，其中所述纤维丝束包括单独或组合的一种或多种碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维和聚合物纤维。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102598875A (zh) * 2009-11-23 2012-07-18 应用纳米结构方案公司 碳-碳复合材料中的并入cnt的纤维
CN102785437A (zh) * 2012-07-19 2012-11-21 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种复合导电薄层及其制备方法和应用
CN104011432A (zh) * 2011-12-21 2014-08-27 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 用于发动机或链条传动装置的滑动元件
US8999453B2 (en) 2010-02-02 2015-04-07 Applied Nanostructured Solutions, Llc Carbon nanotube-infused fiber materials containing parallel-aligned carbon nanotubes, methods for production thereof, and composite materials derived therefrom
US9017854B2 (en) 2010-08-30 2015-04-28 Applied Nanostructured Solutions, Llc Structural energy storage assemblies and methods for production thereof
CN106978718A (zh) * 2017-03-28 2017-07-25 青岛科技大学 一种碳纤维快速贴附双相层碳纳米管的表面改性方法
CN111764158A (zh) * 2020-07-28 2020-10-13 唐山烯彤科技有限公司 一种导电短纤维的制备方法
US11566369B2 (en) 2018-03-28 2023-01-31 Zoltek Corporation Electrically conductive sizing for carbon fibers

Families Citing this family (188)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008048705A2 (en) 2006-03-10 2008-04-24 Goodrich Corporation Low density lightning strike protection for use in airplanes
CN101565893B (zh) 2006-05-02 2015-05-20 罗尔股份有限公司 制造纳米增强碳纤维和含有纳米增强碳纤维的组件的方法
US8158217B2 (en) * 2007-01-03 2012-04-17 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused fiber and method therefor
US8951631B2 (en) 2007-01-03 2015-02-10 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused metal fiber materials and process therefor
US9005755B2 (en) 2007-01-03 2015-04-14 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNS-infused carbon nanomaterials and process therefor
US8951632B2 (en) * 2007-01-03 2015-02-10 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused carbon fiber materials and process therefor
US20120189846A1 (en) * 2007-01-03 2012-07-26 Lockheed Martin Corporation Cnt-infused ceramic fiber materials and process therefor
US7718220B2 (en) * 2007-06-05 2010-05-18 Johns Manville Method and system for forming reinforcing fibers and reinforcing fibers having particulate protuberances directly attached to the surfaces
US7966711B2 (en) 2007-08-14 2011-06-28 The Boeing Company Method and apparatus for fastening components using a composite two-piece fastening system
GB0715990D0 (en) * 2007-08-16 2007-09-26 Airbus Uk Ltd Method and apparatus for manufacturing a component from a composite material
US8393068B2 (en) * 2007-11-06 2013-03-12 The Boeing Company Method and apparatus for assembling composite structures
FR2924133B1 (fr) * 2007-11-26 2012-12-14 Porcher Ind Element de renfort longitudinal a base de fibres minerales ou organiques et son procede d'obtention
US20110020134A1 (en) * 2007-12-20 2011-01-27 Vestas Wind Systems A/S Lightning receptors comprising carbon nanotubes
US9012021B2 (en) 2008-03-26 2015-04-21 Xerox Corporation Composition of matter for composite plastic contact elements featuring controlled conduction pathways, and related manufacturing processes
US7992823B2 (en) * 2008-04-30 2011-08-09 General Electric Company Ice shed reduction for leading edge structures
US20110224330A1 (en) * 2008-06-26 2011-09-15 Sodano Henry A Fibers coated with nanowires for reinforcing composites
US8130438B2 (en) * 2008-07-03 2012-03-06 Ajjer Llc Metal coatings, conductive nanoparticles and applications of the same
US8613980B2 (en) * 2008-07-17 2013-12-24 Nanocyl S.A. Method for the preparation of a reinforced thermoset polymer composite
JP5557992B2 (ja) 2008-09-02 2014-07-23 国立大学法人北海道大学 カーボンナノチューブが付着した導電性繊維、導電性糸、繊維構造体およびそれらの製造方法
US20100136866A1 (en) * 2008-12-02 2010-06-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Laminated composites and methods of making the same
US7981501B2 (en) 2008-12-02 2011-07-19 GM Global Technology Operations LLC Laminated composites and methods of making the same
US8023247B2 (en) * 2008-12-10 2011-09-20 Axcelis Technologies, Inc. Electrostatic chuck with compliant coat
JP5251524B2 (ja) * 2009-01-09 2013-07-31 東洋紡株式会社 高強度かつ高弾性率の炭素繊維を得るための前駆体繊維の製造方法
CA2750484A1 (en) 2009-02-17 2010-12-16 Applied Nanostructured Solutions, Llc Composites comprising carbon nanotubes on fiber
AU2010257117A1 (en) 2009-02-27 2011-08-11 Applied Nanostructured Solutions Llc Low temperature CNT growth using gas-preheat method
US20100227134A1 (en) 2009-03-03 2010-09-09 Lockheed Martin Corporation Method for the prevention of nanoparticle agglomeration at high temperatures
KR101755044B1 (ko) * 2009-03-16 2017-07-06 보르벡크 머터리얼스 코포레이션 중합체 섬유 및 이로부터 제조된 물품
DE102009013884A1 (de) * 2009-03-19 2010-09-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Antimikrobiell behandelte und/oder schmutzabweisende Textilmaterialien sowie Verfahren zu deren Herstellung
JP5407080B2 (ja) * 2009-03-31 2014-02-05 ドンファ ユニバーシティー 炭素繊維及びその原糸、プレ酸化繊維の製造方法
AU2010233113A1 (en) * 2009-04-10 2011-10-13 Applied Nanostructured Solutions Llc Method and apparatus for using a vertical furnace to infuse carbon nanotubes to fiber
US20100260998A1 (en) * 2009-04-10 2010-10-14 Lockheed Martin Corporation Fiber sizing comprising nanoparticles
JP2012525012A (ja) 2009-04-24 2012-10-18 アプライド ナノストラクチャード ソリューションズ リミテッド ライアビリティー カンパニー Ｃｎｔ浸出ｅｍｉ遮蔽複合材料及びコーティング
US9111658B2 (en) 2009-04-24 2015-08-18 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNS-shielded wires
US8664573B2 (en) 2009-04-27 2014-03-04 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-based resistive heating for deicing composite structures
CN102803406B (zh) * 2009-06-12 2015-10-14 洛德公司 防止基底被雷击的方法
JP5527671B2 (ja) * 2009-07-14 2014-06-18 川崎重工業株式会社 ファイバー電池及びその製造方法、ファイバー電極及びファイバー電池の製造設備
FR2948254B1 (fr) * 2009-07-16 2011-12-30 Airbus Operations Sas Dispositif de protection de tuyauteries contre la foudre
CN102470546B (zh) 2009-08-03 2014-08-13 应用纳米结构方案公司 纳米颗粒在复合材料纤维中的结合
DE102009036120A1 (de) * 2009-08-05 2011-02-10 Hexion Specialty Chemicals Gmbh Beschichteter Festigkeitsträger
US8561934B2 (en) * 2009-08-28 2013-10-22 Teresa M. Kruckenberg Lightning strike protection
US8601965B2 (en) * 2009-11-23 2013-12-10 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-tailored composite sea-based structures
US20110123735A1 (en) * 2009-11-23 2011-05-26 Applied Nanostructured Solutions, Llc Cnt-infused fibers in thermoset matrices
US8168291B2 (en) 2009-11-23 2012-05-01 Applied Nanostructured Solutions, Llc Ceramic composite materials containing carbon nanotube-infused fiber materials and methods for production thereof
EP2329936A1 (en) * 2009-12-01 2011-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Fibre-reinforced material
JP2013520328A (ja) * 2009-12-14 2013-06-06 アプライド ナノストラクチャード ソリューションズ リミテッド ライアビリティー カンパニー カーボン・ナノチューブ浸出繊維材料を含んだ難燃性複合材料及び製品
JP5353689B2 (ja) * 2009-12-28 2013-11-27 株式会社デンソー Ｃｎｔ繊維及びその製造方法
KR101307378B1 (ko) * 2009-12-31 2013-09-11 제일모직주식회사 전자파 차폐 특성이 우수한 열가소성 수지 조성물
US9085678B2 (en) 2010-01-08 2015-07-21 King Abdulaziz City For Science And Technology Clean flame retardant compositions with carbon nano tube for enhancing mechanical properties for insulation of wire and cable
US9167736B2 (en) 2010-01-15 2015-10-20 Applied Nanostructured Solutions, Llc CNT-infused fiber as a self shielding wire for enhanced power transmission line
US9180979B2 (en) 2010-02-04 2015-11-10 Saab Ab Smooth surface forming tool and manufacture thereof
US20110205688A1 (en) * 2010-02-19 2011-08-25 Nthdegree Technologies Worldwide Inc. Multilayer Carbon Nanotube Capacitor
AU2011223738B2 (en) 2010-03-02 2015-01-22 Applied Nanostructured Solutions, Llc Spiral wound electrical devices containing carbon nanotube-infused electrode materials and methods and apparatuses for production thereof
WO2011109485A1 (en) 2010-03-02 2011-09-09 Applied Nanostructured Solutions,Llc Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof
CN104047161B (zh) 2010-04-05 2016-06-29 日东纺绩株式会社 二氧化硅微粒附着其上的玻璃纤维织物和纤维增强树脂成型体
EP2392700B1 (en) * 2010-04-28 2012-06-20 Teijin Aramid B.V. Process for spinning graphene ribbon fibers
CN101845232B (zh) * 2010-04-29 2012-09-26 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种热塑性树脂基碳纤维复合材料及其制备方法
US8780526B2 (en) 2010-06-15 2014-07-15 Applied Nanostructured Solutions, Llc Electrical devices containing carbon nanotube-infused fibers and methods for production thereof
US9272497B2 (en) * 2010-07-22 2016-03-01 Ferro Corporation Hermetically sealed electronic device using coated glass flakes
BR112013005802A2 (pt) 2010-09-14 2016-05-10 Applied Nanostructured Sols substratos de vidro com nanotubos de carbono crescidos sobre os mesmos e métodos para sua produção
CN104591123A (zh) 2010-09-22 2015-05-06 应用奈米结构公司 具有碳纳米管成长于其上的碳纤维基板及其制造方法
JP2014508370A (ja) 2010-09-23 2014-04-03 アプライド ナノストラクチャード ソリューションズ リミテッド ライアビリティー カンパニー 強化送電線のセルフシールドワイヤとしてのｃｎｔ浸出繊維
GB201016006D0 (en) 2010-09-23 2010-11-10 Dyson Technology Ltd A reinforced magnet
EP2632854A2 (en) * 2010-10-28 2013-09-04 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Oxidized graphite and carbon fiber
KR101234257B1 (ko) 2010-12-08 2013-02-18 금오공과대학교 산학협력단 아라미드/그래핀 복합체 및 그 제조 방법
CN102212967A (zh) * 2011-04-06 2011-10-12 东华大学 一种碳纳米管改性的碳纤维乳液上浆剂及其制备方法
US20120309246A1 (en) 2011-06-03 2012-12-06 Alexander Tseitlin Curable biopolymer nanoparticle latex binder for mineral, natural organic, or synthetic fiber products and non-woven mats
DE102011077804A1 (de) * 2011-06-20 2012-12-20 Siemens Aktiengesellschaft Schaufel für eine thermische Strömungsmaschine
US9358756B2 (en) 2011-08-04 2016-06-07 Henry Sodano Interlaminer reinforced composite structures
CN102327668B (zh) 2011-08-12 2014-01-22 清华大学 植入式生物电极及包括所述电极的医疗组件
CN102996257A (zh) * 2011-09-13 2013-03-27 金涌 一种粉煤直燃的整体联合循环发电系统
US9484123B2 (en) 2011-09-16 2016-11-01 Prc-Desoto International, Inc. Conductive sealant compositions
DE102011114400A1 (de) * 2011-09-22 2013-03-28 Hydac Filtertechnik Gmbh Filtermaterial
US8871019B2 (en) 2011-11-01 2014-10-28 King Abdulaziz City Science And Technology Composition for construction materials manufacturing and the method of its production
WO2013072687A2 (en) 2011-11-16 2013-05-23 Nanoridge Materials, Incorporated Conductive metal enhanced with conductive nanomaterial
US20130157001A1 (en) * 2011-12-19 2013-06-20 E I Du Pont De Nemours And Company Structural core
US20130196155A1 (en) 2012-02-01 2013-08-01 Ut-Battelle, Llc Apparatus and process for the surface treatment of carbon fibers
US9488027B2 (en) 2012-02-10 2016-11-08 Baker Hughes Incorporated Fiber reinforced polymer matrix nanocomposite downhole member
US9085464B2 (en) 2012-03-07 2015-07-21 Applied Nanostructured Solutions, Llc Resistance measurement system and method of using the same
US20130260131A1 (en) * 2012-03-28 2013-10-03 Satoshi Seike Thermoplastic molding preform
US9301558B2 (en) 2012-05-10 2016-04-05 Dan Schlager Cardiopulmonary lightning protection garment
US20170188640A1 (en) * 2012-05-10 2017-07-06 Dan Schlager Simplified cardiopulmonary lightning protection garment
CN103456409A (zh) * 2012-06-05 2013-12-18 河南科信电缆有限公司 一种浸渍加强型碳纤维电缆
US8932683B1 (en) 2012-06-15 2015-01-13 United States Of America As Represented By The Administrator Of National Aeronautics And Space Administration Method for coating a tow with an electrospun nanofiber
CN102785784A (zh) * 2012-07-30 2012-11-21 无锡同春新能源科技有限公司 一种用石墨烯新材料制造大强度的高速信息化目标飞行器
EP2892859A2 (en) * 2012-09-04 2015-07-15 OCV Intellectual Capital, LLC Dispersion of carbon enhanced reinforcement fibers in aqueous or non-aqueous media
CN102824689B (zh) 2012-09-07 2014-12-24 清华大学 植入式电极及其制备方法以及包括所述电极的医疗组件
US10766232B2 (en) 2012-10-23 2020-09-08 Saab Ab Smooth surface forming tool and manufacture thereof
CN102977742B (zh) * 2012-12-19 2015-11-25 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种导电涂料
RU2523483C1 (ru) * 2012-12-21 2014-07-20 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (ФГБНУ ТИСНУМ) Способ упрочнения углеродного волокна
US9708076B2 (en) * 2013-03-14 2017-07-18 Bae Systems Plc Lightning protection system
US9834319B2 (en) 2013-03-14 2017-12-05 Bae Systems Plc Lightning protection for vehicles
CN104099687B (zh) 2013-04-10 2016-12-28 华为技术有限公司 一种石墨烯纤维及其制备方法
CN103320881B (zh) * 2013-07-16 2016-05-11 上海工程技术大学 一种制备皮芯结构导电碳纳米管复合纤维的装置及方法
CN105593631A (zh) * 2013-08-28 2016-05-18 证明与研究股份有限公司 高温复合物射弹枪管
CN103571156B (zh) * 2013-09-17 2016-04-06 广东生益科技股份有限公司 一种热固性树脂组合物及其用途
EP3077169A4 (en) 2013-12-05 2018-02-28 EcoSynthetix Ltd. Formaldehyde free binder and multi-component nanoparticle
US12016168B2 (en) 2013-12-19 2024-06-18 Hyundai Motor Company Web for absorbing electromagnetic wave and housing of electronic parts using the same
GB2522841B (en) * 2013-12-20 2018-08-15 Hexcel Composites Ltd Composite structure
CN103787686B (zh) * 2014-01-26 2015-09-09 四川创越炭材料有限公司 一种碳纤维复合球及其制备方法
US9834318B2 (en) * 2014-04-25 2017-12-05 Rohr, Inc. Lightning strike protection for composite components
EP2940251B1 (en) 2014-04-28 2019-06-12 Rolls-Royce Corporation Fan containment case
CN104098081B (zh) * 2014-06-26 2016-01-20 四川坤森微纳科技股份有限公司 一种小长径比碳纤维粉的制备工艺
EP3164261A4 (en) * 2014-07-03 2018-02-14 Saab Ab A composite article having multifunctional properties and method for its manufacture
DE102014213320A1 (de) * 2014-07-09 2015-11-12 Henkel Ag & Co. Kgaa Verfahren zur Auftragung eines pulverförmigen Bindemittels
EP2979981B1 (de) * 2014-08-01 2017-01-25 Airbus Defence and Space GmbH Blitzschutzschicht für Faserverbund-Strukturen
US9908820B2 (en) 2014-09-05 2018-03-06 United Technologies Corporation Systems and methods for ceramic matrix composites
US10241293B2 (en) 2014-09-26 2019-03-26 Massachusetts Institute Of Technology Methods and apparatus for deployable sparse-aperture telescopes
CN105583961A (zh) * 2014-10-20 2016-05-18 中国石油化工股份有限公司 一种撒粉工艺制备碳纤维增强热塑性预浸料的方法
CN105583962A (zh) * 2014-10-20 2016-05-18 中国石油化工股份有限公司 一种采用双面撒粉工艺制备热塑性预浸料的方法
JP6489519B2 (ja) * 2014-10-23 2019-03-27 ニッタ株式会社 強化繊維の製造方法
GB2531808A (en) 2014-11-03 2016-05-04 Short Brothers Plc Methods and precursors for manufacturing a perforated composite part
CN104328523B (zh) * 2014-11-20 2016-01-20 济南圣泉集团股份有限公司 包含石墨烯的粘胶纤维及其制备方法
DE102014017198A1 (de) 2014-11-21 2016-05-25 Airbus Defence and Space GmbH Strukturelement
CN105734831B (zh) * 2014-12-10 2019-01-25 中国科学院大连化学物理研究所 一种纳米碳纤维毡及其制备和在全钒液流电池中的应用
US10875986B2 (en) 2015-01-05 2020-12-29 The Boeing Company Graphene fiber for aerospace composites
US9421739B2 (en) 2015-01-05 2016-08-23 The Boeing Company Graphene aerospace composites
US9518160B2 (en) 2015-01-05 2016-12-13 The Boeing Company Graphene-augmented composite materials
US10266677B2 (en) 2015-01-05 2019-04-23 The Boeing Company Graphene-augmented composite materials
US9434826B2 (en) 2015-01-05 2016-09-06 The Boeing Company Graphene-augmented carbon fiber for aerospace composites
AU2016209391A1 (en) 2015-01-22 2017-07-20 Neptune Research, Llc Composite reinforcement systems and methods of manufacturing the same
US10024188B2 (en) * 2015-03-02 2018-07-17 Rohr, Inc. High temperature composite inner fixed structure
US10422074B2 (en) 2015-03-10 2019-09-24 Evonik Degussa Gmbh Carbon fibre fibre-sizing containing nanoparticles
JP6835393B2 (ja) 2015-03-31 2021-02-24 ニッタ株式会社 炭素繊維強化成形体の製造方法
WO2016167981A1 (en) * 2015-04-13 2016-10-20 Garmor Inc. Graphite oxide reinforced fiber in hosts such as concrete or asphalt
US9994324B2 (en) 2015-05-26 2018-06-12 Goodrich Corporation Deicer boots having different elastomer fibers
US9994325B2 (en) 2015-05-26 2018-06-12 Goodrich Corporation Polyether urethane deicer boots
US9994326B2 (en) 2015-05-26 2018-06-12 Goodrich Corporation Deicer boots having elastomer fibers with aligned carbon allotrope materials
US10099435B2 (en) 2015-06-04 2018-10-16 Ford Global Technologies, Llc Method of splitting fiber tows
CN104894869A (zh) * 2015-06-05 2015-09-09 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种碳纤维增强体的快速制备方法
KR101728110B1 (ko) * 2015-09-25 2017-05-02 재단법인 한국탄소융합기술원 전자파 차폐용 유연 박막 테이프 및 그 제조방법
CA3001239A1 (en) * 2015-10-08 2017-04-13 Ocv Intellectual Capital, Llc Post-coating composition for reinforcement fibers
CN105332267B (zh) * 2015-11-17 2017-12-26 山东大学 一种碳纤维用界面增强型碳纳米管上浆剂及其制备方法
CN105462565B (zh) * 2015-12-14 2018-09-21 德阳烯碳科技有限公司 一种石墨烯和碳纤维复合热界面材料的制备方法
BR112018013479B1 (pt) * 2015-12-30 2023-03-07 Cytec Industries Inc Material de revestimento multifuncional, estrutura compósita, e, método para formar uma estrutura compósita
JP6703427B2 (ja) * 2016-03-25 2020-06-03 ニッタ株式会社 複合織物の製造方法
US10540952B2 (en) * 2016-03-30 2020-01-21 Maryam Mohammadi Gojani Sound absorbing structure including nanofibers
US10457410B2 (en) * 2016-04-27 2019-10-29 The Boeing Company Magnetic carbon nanotube cluster systems and methods
TWI576483B (zh) * 2016-05-25 2017-04-01 Preparation of Nanocarbon Fibers
CN106045418B (zh) * 2016-05-31 2018-11-09 湖北工业大学 一种高延性水泥基复合材料用改性聚乙烯醇纤维、改性方法及其复合材料
CN106198640B (zh) * 2016-06-27 2020-04-17 北京航空航天大学 一种用于复合材料的可编织电阻传感器及其加工方法
US10696424B2 (en) * 2016-06-29 2020-06-30 Lockheed Martin Corporation Spacecraft structures incorporating graphene and operation thereof
KR101814496B1 (ko) * 2016-07-27 2018-01-04 (주)씨엔티솔루션 탄소나노튜브가 사이징 된 탄소섬유 펠렛 및 이의 제조방법
JP7020633B2 (ja) * 2017-02-13 2022-02-16 ニッタ株式会社 複合素材、およびこれを用いたプリプレグ
CN110291141B (zh) * 2017-02-14 2023-01-31 霓达株式会社 碳纤维增强成型体
CN108529599B (zh) * 2017-03-06 2022-08-23 海南大学 一种块体碳增强体/碳复合材料及其制备方法
WO2018175134A1 (en) * 2017-03-23 2018-09-27 Boston Materials Llc Fiber-reinforced composites, methods therefor, and articles comprising the same
US10465694B2 (en) 2017-04-05 2019-11-05 Hamilton Sundstrand Corporation Fan inlet diffuser housing with conductive composite body
BE1025159B1 (fr) * 2017-04-21 2018-11-23 Safran Aero Boosters S.A. Carter composite de compresseur de turbomachine axiale
WO2019026008A1 (en) * 2017-08-01 2019-02-07 Sabic Global Technologies B.V. AQUEOUS POLYMERIC DISPERSIONS, PROCESSES FOR MAKING SUCH AQUEOUS POLYMER DISPERSIONS AND BOREHOLE FIBER WHEAT
US20200240075A1 (en) * 2017-08-01 2020-07-30 Sabic Global Technologies B.V. Aqueous polymeric dispersions, methods of making the same and sized fiber tows
EP3648970A4 (en) * 2017-08-08 2021-03-31 Lintec Of America, Inc. CHANGING THE DENSITY OF A NANOFIBER SHEET USING A TRIMMED SURFACE
DE202017105966U1 (de) * 2017-09-29 2017-11-07 Airbus Operations Gmbh Carbon-Aerogel-Verbund-Prepreg
CN111465732B (zh) * 2017-10-27 2023-03-28 昭和电工株式会社 碳纤维及其制造方法
US11603627B2 (en) 2017-10-27 2023-03-14 Showa Denko K.K. Carbon fiber and method of manufacturing same
CN111247286B (zh) * 2017-10-27 2023-02-28 昭和电工株式会社 碳纤维及其制造方法
JP6993176B2 (ja) * 2017-10-31 2022-01-13 住友化学株式会社 液晶ポリエステル樹脂組成物および射出成形体
CN108060472A (zh) * 2017-12-25 2018-05-22 中山市榄商置业发展有限公司 一种应用于新能源汽车的碳纤维复合材料及其制备方法
CN108409348B (zh) * 2018-03-19 2021-01-01 中南大学 一种纤维表面沉积界面层的设备及其方法
CN112567091B (zh) * 2018-06-11 2023-05-02 霓达株式会社 复合材料、预浸料坯、碳纤维增强成型体及复合材料的制造方法
CN108976711A (zh) * 2018-07-02 2018-12-11 中国民航大学 碳纳米管-碳纤维混合增强环氧树脂复合材料的制备方法
WO2020008372A1 (en) 2018-07-03 2020-01-09 University Of Notre Dame Du Lac Polymer/exfoliated nano-composite films with superior mechanical properties
CN109225773A (zh) * 2018-11-09 2019-01-18 西安康普瑞新材料科技有限公司 石墨烯杀菌材料制备方法及石墨烯复合净化材料制备方法
JP7185779B2 (ja) * 2018-11-19 2022-12-07 ブライト ライト ストラクチャーズ エルエルシー ｓｐ２炭素含有材料を内部に有する樹脂層を含む熱放出性の低い高強度の部材
CN117621577A (zh) 2018-11-19 2024-03-01 布莱特利特结构公司 高强度低热释放复合材料
CN109206146B (zh) * 2018-11-28 2021-12-31 西安工程大学 碳纤维/纳米纤维协同强韧陶瓷基复合材料及其制备方法
US20200181316A1 (en) * 2018-12-06 2020-06-11 Warren Environmental & Coating, Llc Spray applied reinforced epoxy
CN113194776B (zh) 2018-12-10 2024-05-28 波士顿材料公司 用于碳纤维对齐及纤维增强的复合材料的系统和方法
CN109826013B (zh) * 2018-12-29 2021-09-28 华中科技大学鄂州工业技术研究院 一种纳米材料增强的耐高温型碳纤维热塑性上浆剂及其制备方法和应用
CN109627032B (zh) * 2019-01-29 2021-07-16 西北工业大学 一种内含三维有序石墨烯的高导热导电陶瓷基复合材料的制备方法
CN109627030B (zh) * 2019-01-29 2021-09-17 西北工业大学 纤维表面定向有序组装石墨烯层的高导热陶瓷基复合材料的制备方法
US11166384B2 (en) * 2019-03-20 2021-11-02 Konica Minolta Laboratory U.S.A., Inc. Fabrication process for flip chip bump bonds using nano-LEDs and conductive resin
CN110317434A (zh) * 2019-06-18 2019-10-11 无锡山秀科技有限公司 一种碳纤维复合材料制品
CN110241613B (zh) * 2019-06-19 2022-02-15 华南理工大学 一种柔性超薄高导热电磁屏蔽薄膜及其制备方法
US11479656B2 (en) 2019-07-10 2022-10-25 Boston Materials, Inc. Systems and methods for forming short-fiber films, composites comprising thermosets, and other composites
KR102177348B1 (ko) * 2019-07-18 2020-11-11 순천향대학교 산학협력단 장섬유 복합재의 제조방법
US11207801B2 (en) 2019-09-06 2021-12-28 Eagle Technology Systems and methods for making and/or using composite tube structures formed of hybrid laminates
WO2021092788A1 (zh) * 2019-11-13 2021-05-20 远景能源有限公司 一种用于制造石墨烯改性纤维增强材料的方法及设备
US11932539B2 (en) 2020-04-01 2024-03-19 Graphul Industries LLC Columnar-carbon and graphene-plate lattice composite
CN112295315A (zh) * 2020-10-27 2021-02-02 安徽中电环保材料股份有限公司 一种抗形变pps过滤材料、制备工艺及过滤袋
JP6923978B1 (ja) 2020-12-21 2021-08-25 竹本油脂株式会社 無機繊維用サイジング剤、無機繊維、その製造方法、及び複合材料
CN112795134B (zh) * 2021-01-04 2021-09-21 中国科学院兰州化学物理研究所 一种二维纳米材料改性碳纤维织物自润滑复合材料及其制备方法
CN114571571B (zh) * 2022-03-28 2022-11-04 江苏苏林木业有限公司 一种环保型密度板的生产方法
KR102704865B1 (ko) * 2022-03-29 2024-09-06 도레이첨단소재 주식회사 에폭시 수지 조성물과 이를 이용한 탄소섬유 복합재료
CN114904333B (zh) * 2022-04-19 2023-10-13 江苏优风环保科技有限公司 一种高效多功能空气过滤材料的快速连续制备方法
US12030296B2 (en) 2022-09-14 2024-07-09 The Boeing Company Aircraft lightning strike protection
CN115353400B (zh) * 2022-09-29 2023-06-06 四川交蓉思源科技有限公司 一种增韧氮化硅陶瓷材料及其制备方法
DE102022128601A1 (de) * 2022-10-28 2024-05-08 Diehl Aviation Laupheim Gmbh Luftführungsbauteil mit Spread-Tow-Gewebe
TWI843665B (zh) * 2023-10-13 2024-05-21 陳英仁 增強碳纖維與壓克力樹脂界面強度的方法

Family Cites Families (176)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2496279A (en) 1945-02-10 1950-02-07 Safeway Heat Elements Inc Flexible electric heater for deicing airfoils
DE1615123U (de) 1948-11-05 1950-10-26 Heinrich Mundorf Schoner fuer die backen von drehbankfuttern.
US2627012A (en) 1949-06-21 1953-01-27 Napier & Son Ltd Heating of surfaces by laminated foil resistance elements with timed connecting means
GB926025A (en) 1960-11-18 1963-05-15 Dowty Rotol Ltd Electrical de-icing devices
US3266005A (en) 1964-04-15 1966-08-09 Western Electric Co Apertured thin-film circuit components
US3367851A (en) 1964-04-09 1968-02-06 Minnesota Mining & Mfg Non-woven conductive paper mat
NL130393C (zh) 1964-05-29
US3349359A (en) 1964-12-18 1967-10-24 Templeton Coal Company Electrical heating elment
US3397302A (en) 1965-12-06 1968-08-13 Harry W. Hosford Flexible sheet-like electric heater
GB1117843A (en) 1966-02-25 1968-06-26 Rolls Royce Improvements relating to anti-icing heating apparatus
DE1273337B (de) 1966-05-04 1968-07-18 Hamburger Flugzeugbau G M B H Enteisungsanlage fuer Flugzeuge
US3495328A (en) 1967-07-07 1970-02-17 Corning Glass Works Electric heating unit
GB1247071A (en) 1969-01-24 1971-09-22 Rolls Royce An aircraft engine nose cowl
GB1314162A (en) 1969-05-08 1973-04-18 Secr Defence Intake anti-icing system for gas turbine engines
US3657516A (en) 1969-11-10 1972-04-18 Kansai Hoon Kogyo Kk Flexible panel-type heating unit
GB1386792A (en) 1971-04-08 1975-03-12 Rotax Ltd Electrical heating apparatus for reducing or preventing the formation of ice on aircraft parts
US3885758A (en) 1971-11-23 1975-05-27 Jr Thomas L Croswell Airplane wing camber control
US3935422A (en) 1974-02-12 1976-01-27 Burlington Industries, Inc. Electrically heated laminate with a glass heating fabric
US4021008A (en) 1974-05-22 1977-05-03 Fritz Eichenauer Device for preventing ice formation on parts of aircraft
DE2443224C3 (de) 1974-09-10 1979-02-22 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zum Enteisen von Triebwerks-, Flügel- und Leitwerksystemen an Flugkörpern
US4062917A (en) 1976-11-05 1977-12-13 Burlington Industries, Inc. Method of molding resin-impregnated fabric layer using release sheet and absorbent sheet inside evacuated bag
US4250397A (en) 1977-06-01 1981-02-10 International Paper Company Heating element and methods of manufacturing therefor
DE2832119A1 (de) 1977-07-25 1979-02-08 Raychem Corp Selbsterwaermbarer und waermerueckstellfaehiger gegenstand sowie verfahren zum aufbringen einer umhuellung auf einem gegenstand
US4473740A (en) 1979-04-03 1984-09-25 Ti Creda Manufacturing Limited Dual temperature responsive control for air outlet of electric heater with heat storage capacity
US4291079A (en) 1979-12-12 1981-09-22 Rohr Industries, Inc. Method of manufacturing a honeycomb noise attenuation structure and the structure resulting therefrom
US4429216A (en) 1979-12-11 1984-01-31 Raychem Corporation Conductive element
US4590122A (en) 1980-12-18 1986-05-20 Fiberite Corporation High conductivity graphite material with electrically conductive filaments wrapped around warp and fill elements
US4534886A (en) 1981-01-15 1985-08-13 International Paper Company Non-woven heating element
US4514619A (en) 1982-09-30 1985-04-30 The B. F. Goodrich Company Indirect current monitoring via voltage and impedance monitoring
AT383931B (de) 1982-11-11 1987-09-10 Hans Oppitz Flaechenheizelement, insbesondere fuer verbaende oder heizdecken
DE3301669A1 (de) * 1983-01-20 1984-07-26 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Blitzschutzverbundmaterial
US4468557A (en) 1983-02-03 1984-08-28 Bylin Heating Systems, Inc. Conformable electric heating apparatus
FR2578377B1 (fr) 1984-12-26 1988-07-01 Aerospatiale Element chauffant de dispositif de degivrage d'une structure alaire, dispositif et son procede d'obtention
US4743740A (en) 1985-10-07 1988-05-10 Rohr Industries, Inc. Buried element deicer
JPS62100968A (ja) 1985-10-29 1987-05-11 東レ株式会社 糸状発熱体及びその製造方法
US4824713A (en) 1985-12-18 1989-04-25 The Boeing Company Lightning protected structural surface
JPH082106B2 (ja) 1986-11-10 1996-01-10 国際電信電話株式会社 動画像信号のハイブリツド符号化方式
US4826108A (en) 1987-07-16 1989-05-02 The B. F. Goodrich Company De-icer
US4972197A (en) 1987-09-03 1990-11-20 Ford Aerospace Corporation Integral heater for composite structure
US4942078A (en) 1988-09-30 1990-07-17 Rockwell International Corporation Electrically heated structural composite and method of its manufacture
US5023433A (en) 1989-05-25 1991-06-11 Gordon Richard A Electrical heating unit
US5445327A (en) 1989-07-27 1995-08-29 Hyperion Catalysis International, Inc. Process for preparing composite structures
US5098037A (en) 1989-11-06 1992-03-24 The B. F. Goodrich Company Structural airfoil having integral expulsive system
WO1991011891A1 (en) 1990-01-24 1991-08-08 Hastings Otis Electrically conductive laminate for temperature control of surfaces
GB2243412B (en) 1990-03-30 1994-11-23 United Technologies Corp Aircraft engine propulsor blade deicing
EP0459216A3 (en) 1990-06-01 1993-03-17 The Bfgoodrich Company Electrical heater de-icer
GB9107766D0 (en) † 1991-04-12 1991-06-05 Short Brothers Plc A structural component
US5370921A (en) * 1991-07-11 1994-12-06 The Dexter Corporation Lightning strike composite and process
GB2258095B (en) 1991-07-26 1995-02-08 Paul Victor Brennan Residual current device
GB2259287B (en) 1991-09-04 1994-08-10 Rolls Royce Plc Apparatus for de-icing a surface and method of using the same
US5192605A (en) 1991-10-01 1993-03-09 Ucar Carbon Technology Corporation Epoxy resin bonded flexible graphite laminate and method
JP2687794B2 (ja) 1991-10-31 1997-12-08 日本電気株式会社 円筒状構造をもつ黒鉛繊維
US5260124A (en) 1991-11-25 1993-11-09 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Intercalated hybrid graphite fiber composite
US5248116A (en) 1992-02-07 1993-09-28 The B. F. Goodrich Company Airfoil with integral de-icer using overlapped tubes
US5584450A (en) 1992-07-21 1996-12-17 The B. F. Goodrich Company Metal clad electro-expulsive deicer with segmented elements
US5356096A (en) 1992-12-30 1994-10-18 The B. F. Goodrich Company Skin for a deicer
GB2275161B (en) 1993-02-11 1996-05-15 Ceramaspeed Ltd Method of manufacturing a radiant electric heater
US5424054A (en) 1993-05-21 1995-06-13 International Business Machines Corporation Carbon fibers and method for their production
US5361183A (en) 1993-06-30 1994-11-01 Alliedsignal Inc. Ground fault protection for electrothermal de-icing applications
US5427332A (en) 1993-11-10 1995-06-27 The B. F. Goodrich Company Modular ice protection assembly
CA2176359C (en) 1993-11-30 2004-01-27 David Charles Lawson An electrically conductive composite heater and method of manufacture
CA2147084A1 (en) 1994-04-13 1995-10-14 Tommy Maurice Wilson, Jr. Electrothermal deicing system
GB9502905D0 (en) 1995-02-15 1995-04-05 Dunlop Ltd Ice protection device
US5756206A (en) * 1995-03-15 1998-05-26 Custom Composite Materials, Inc. Flexible low bulk pre-impregnated tow
FR2733871B1 (fr) 1995-05-04 1997-06-06 Norton Pampus Gmbh Element chauffant, procede de fabrication et application
US5657951A (en) 1995-06-23 1997-08-19 The B.F. Goodrich Company Electrothermal de-icing system
US5653836A (en) 1995-07-28 1997-08-05 Rohr, Inc. Method of repairing sound attenuation structure used for aircraft applications
US5657952A (en) 1995-07-31 1997-08-19 Dynamic Controls Hs, Inc. Electro-expulsive de-icing apparatus and method of use
FR2744872B1 (fr) 1996-02-08 1998-04-10 Eurocopter France Dispositif de chauffage d'un profil aerodynamique
US5846356A (en) 1996-03-07 1998-12-08 Board Of Trustees Operating Michigan State University Method and apparatus for aligning discontinuous fibers
US5932124A (en) 1996-04-19 1999-08-03 Thermion Systems International Method for heating a solid surface such as a floor, wall, or countertop surface
US5853877A (en) 1996-05-31 1998-12-29 Hyperion Catalysis International, Inc. Method for disentangling hollow carbon microfibers, electrically conductive transparent carbon microfibers aggregation film amd coating for forming such film
US6094907A (en) 1996-06-05 2000-08-01 The Boeing Company Jet engine and method for reducing jet engine noise by reducing nacelle boundary layer thickness
DE69728410T2 (de) 1996-08-08 2005-05-04 William Marsh Rice University, Houston Makroskopisch manipulierbare, aus nanoröhrenanordnungen hergestellte vorrichtungen
US5824996A (en) 1997-05-13 1998-10-20 Thermosoft International Corp Electroconductive textile heating element and method of manufacture
FR2756254B1 (fr) 1996-11-27 1999-01-29 Eurocopter France Dispositif de chauffage d'un profil aerodynamique
FR2756253B1 (fr) 1996-11-27 1999-01-29 Eurocopter France Elements resistifs pour le chauffage d'un profil aerodynamique, et dispositif de chauffage d'un profil aerodynamique incorporant de tels elements
US6683783B1 (en) 1997-03-07 2004-01-27 William Marsh Rice University Carbon fibers formed from single-wall carbon nanotubes
ATE252202T1 (de) 1997-05-20 2003-11-15 Thermion Systems Int Einrichtung und verfahren zum heizen und enteisen von windturbinenblättern
US6027075A (en) 1997-06-16 2000-02-22 Trustees Of Dartmouth College Systems and methods for modifying ice adhesion strength
US6237874B1 (en) 1997-09-22 2001-05-29 Northcoast Technologies Zoned aircraft de-icing system and method
US5934617A (en) 1997-09-22 1999-08-10 Northcoast Technologies De-ice and anti-ice system and method for aircraft surfaces
US6279856B1 (en) 1997-09-22 2001-08-28 Northcoast Technologies Aircraft de-icing system
FR2779314B1 (fr) 1998-05-27 2000-08-04 Eurocopter France Dispositif de chauffage a elements resistifs d'un profil aerodynamique
US6576115B2 (en) 1998-06-15 2003-06-10 The Trustees Of Dartmouth College Reduction of ice adhesion to land surfaces by electrolysis
DE69935346T2 (de) 1998-10-27 2007-11-15 Trustees Of Dartmouth College Systeme und verfahren zum verändern der klebkraft von eis
FR2787509B1 (fr) 1998-12-21 2001-03-30 Aerospatiale Structure d'entree d'air pour moteur d'aeronef
US6265466B1 (en) 1999-02-12 2001-07-24 Eikos, Inc. Electromagnetic shielding composite comprising nanotubes
KR100449411B1 (ko) 1999-03-01 2004-09-18 트러스티스 오브 다트마우스 칼리지 표면상에서 얼음을 제거하기 위한 방법 및 시스템
GB9909581D0 (en) 1999-04-26 1999-06-23 Short Brothers Plc Noise attenuation panel
US6403935B2 (en) 1999-05-11 2002-06-11 Thermosoft International Corporation Soft heating element and method of its electrical termination
US20040069772A1 (en) 1999-07-22 2004-04-15 Teruhisa Kondo Heat generator
US6227492B1 (en) 1999-08-06 2001-05-08 Bell Helicopter Textron Inc. Redundant ice management system for aircraft
US6299812B1 (en) 1999-08-16 2001-10-09 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma Method for forming a fibers/composite material having an anisotropic structure
US6725542B1 (en) 1999-09-17 2004-04-27 Alan R Maguire Method of assembling a gas turbine engine and nacelle
CN1183805C (zh) 1999-12-10 2005-01-05 热离子体系国际公司 热塑性层状织物加热器及其制造方法
JP2001172398A (ja) 1999-12-17 2001-06-26 Polymatech Co Ltd 熱伝導性成形体およびその製造方法
JP2002080617A (ja) 2000-09-06 2002-03-19 Polymatech Co Ltd 熱伝導性シート
US20050031843A1 (en) * 2000-09-20 2005-02-10 Robinson John W. Multi-layer fire barrier systems
US20080063875A1 (en) * 2000-09-20 2008-03-13 Robinson John W High heat distortion resistant inorganic laminate
US20020096506A1 (en) 2000-10-12 2002-07-25 Moreland Thomas R. Electrically heated aircraft deicer panel
US6682677B2 (en) 2000-11-03 2004-01-27 Honeywell International Inc. Spinning, processing, and applications of carbon nanotube filaments, ribbons, and yarns
US6783746B1 (en) 2000-12-12 2004-08-31 Ashland, Inc. Preparation of stable nanotube dispersions in liquids
US6723661B2 (en) * 2001-03-02 2004-04-20 Amberwave Systems Corporation Relaxed silicon germanium platform for high speed CMOS electronics and high speed analog circuits
US6986853B2 (en) 2001-03-26 2006-01-17 Eikos, Inc. Carbon nanotube fiber-reinforced composite structures for EM and lightning strike protection
CN1543399B (zh) 2001-03-26 2011-02-23 艾考斯公司 含碳纳米管的涂层
EP1412417A4 (en) 2001-04-02 2005-02-02 Eikos Inc POLYMERIC NANOCOMPOSITES AND METHODS OF PREPARATION
US6770848B2 (en) 2001-04-19 2004-08-03 William S. Haas Thermal warming devices
US6762237B2 (en) 2001-06-08 2004-07-13 Eikos, Inc. Nanocomposite dielectrics
US7288238B2 (en) * 2001-07-06 2007-10-30 William Marsh Rice University Single-wall carbon nanotube alewives, process for making, and compositions thereof
US6706402B2 (en) 2001-07-25 2004-03-16 Nantero, Inc. Nanotube films and articles
US6835591B2 (en) 2001-07-25 2004-12-28 Nantero, Inc. Methods of nanotube films and articles
WO2003013199A2 (en) 2001-07-27 2003-02-13 Eikos, Inc. Conformal coatings comprising carbon nanotubes
US20050127329A1 (en) 2001-08-17 2005-06-16 Chyi-Shan Wang Method of forming nanocomposite materials
US6680016B2 (en) 2001-08-17 2004-01-20 University Of Dayton Method of forming conductive polymeric nanocomposite materials
US20030164427A1 (en) 2001-09-18 2003-09-04 Glatkowski Paul J. ESD coatings for use with spacecraft
US6639381B2 (en) 2001-10-26 2003-10-28 Medtronic Physio-Control Corp. Defibrillator with replaceable and rechargeable power packs
WO2003038837A1 (en) 2001-10-29 2003-05-08 Hyperion Catalysis International, Inc. Polymer containing functionalized carbon nanotubes
US6521873B1 (en) 2002-01-15 2003-02-18 Likely Medical International Inc. Heating substrate
US6958572B2 (en) 2002-02-06 2005-10-25 Ut-Battelle Llc Controlled non-normal alignment of catalytically grown nanostructures in a large-scale synthesis process
JP4597527B2 (ja) 2002-02-11 2010-12-15 ザ トラスティーズ オブ ダートマウス カレッジ 氷−対象物間の界面を変更するためのシステムおよび方法
JP3972674B2 (ja) * 2002-02-14 2007-09-05 東レ株式会社 炭素繊維その製造方法および炭素繊維強化樹脂組成物
JP4107475B2 (ja) * 2002-02-22 2008-06-25 三菱レイヨン株式会社 繊維強化複合材料用の補強繊維
US6764628B2 (en) * 2002-03-04 2004-07-20 Honeywell International Inc. Composite material comprising oriented carbon nanotubes in a carbon matrix and process for preparing same
EP1349179A1 (en) * 2002-03-18 2003-10-01 ATOFINA Research Conductive polyolefins with good mechanical properties
WO2003080513A2 (en) 2002-03-20 2003-10-02 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Nanostructure composites
WO2003089295A2 (en) 2002-04-18 2003-10-30 Airbus Deutschland Gmbh Perforated skin structure for laminar-flow systems
JP2003332028A (ja) 2002-05-09 2003-11-21 Mitsubishi Pencil Co Ltd 抵抗発熱体とその製造方法
GB0211800D0 (en) 2002-05-22 2002-07-03 Short Brothers Plc An ice protection system for aircraft structures
JP3963788B2 (ja) 2002-06-20 2007-08-22 信越化学工業株式会社 静電吸着機能を有する加熱装置
US7153452B2 (en) 2002-09-12 2006-12-26 Clemson University Mesophase pitch-based carbon fibers with carbon nanotube reinforcements
US20040065659A1 (en) 2002-10-03 2004-04-08 Heat Station International Co. Ltd. Heating pad
US20040074898A1 (en) 2002-10-21 2004-04-22 Mariner John T. Encapsulated graphite heater and process
US7645400B2 (en) 2002-11-01 2010-01-12 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Composition containing carbon nanotubes having a coating
US7220484B2 (en) 2002-11-22 2007-05-22 National Research Council Of Canada Polymeric nanocomposites comprising epoxy-functionalized graft polymer
WO2004052559A2 (en) 2002-12-06 2004-06-24 Eikos, Inc. Optically transparent nanostructured electrical conductors
US7047725B2 (en) 2003-05-28 2006-05-23 Rohr, Inc. Assembly and method for aircraft engine noise reduction
US7229683B2 (en) 2003-05-30 2007-06-12 3M Innovative Properties Company Thermal interface materials and method of making thermal interface materials
JP4970936B2 (ja) 2003-06-16 2012-07-11 ウィリアム・マーシュ・ライス・ユニバーシティ ヒドロキシルを末端基とする部分でのカーボンナノチューブの側壁の官能基化
US7273661B2 (en) 2003-07-02 2007-09-25 Dupont Toray Co., Ltd. Electrically conductive polyimide compositions having a carbon nanotube filler component and methods relating thereto
US7588212B2 (en) 2003-07-08 2009-09-15 Rohr Inc. Method and apparatus for noise abatement and ice protection of an aircraft engine nacelle inlet lip
WO2005012171A2 (en) 2003-07-28 2005-02-10 William Marsh Rice University Sidewall functionalization of carbon nanotubes with organosilanes for polymer composites
US7026432B2 (en) 2003-08-12 2006-04-11 General Electric Company Electrically conductive compositions and method of manufacture thereof
GB0320337D0 (en) * 2003-08-29 2003-10-01 Syrris Ltd A microfluidic system
JP4380282B2 (ja) 2003-09-26 2009-12-09 富士ゼロックス株式会社 カーボンナノチューブ複合構造体の製造方法
KR20060133974A (ko) 2003-10-16 2006-12-27 더 유니버시티 오브 아크론 탄소 나노섬유 기판 상의 탄소 나노튜브
US20050191493A1 (en) 2003-10-30 2005-09-01 Glatkowski Paul J. Electrically conductive coatings with high thermal oxidative stability and low thermal conduction
US20050209392A1 (en) 2003-12-17 2005-09-22 Jiazhong Luo Polymer binders for flexible and transparent conductive coatings containing carbon nanotubes
WO2005110624A2 (en) 2003-12-31 2005-11-24 Eikos Inc. Methods for modifying carbon nanotube structures to enhance coating optical and electronic properties of transparent conductive coatings
US20070189953A1 (en) * 2004-01-30 2007-08-16 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Method for obtaining carbon nanotubes on supports and composites comprising same
US8025960B2 (en) * 2004-02-02 2011-09-27 Nanosys, Inc. Porous substrates, articles, systems and compositions comprising nanofibers and methods of their use and production
FR2866000B1 (fr) 2004-02-11 2007-04-06 Eurocopter France Tapis chauffant compose de fibres electriquement conductrices.
US7338684B1 (en) * 2004-02-12 2008-03-04 Performance Polymer Solutions, Inc. Vapor grown carbon fiber reinforced composite materials and methods of making and using same
US7763833B2 (en) 2004-03-12 2010-07-27 Goodrich Corp. Foil heating element for an electrothermal deicer
JP4515798B2 (ja) 2004-03-24 2010-08-04 本田技研工業株式会社 カーボンナノチューブ強化複合材料の製造方法
EP1750859A2 (en) 2004-05-07 2007-02-14 Elkos, Inc. Patterning carbon nanotube coatings by selective chemical modification
JP4245514B2 (ja) 2004-05-24 2009-03-25 日信工業株式会社 炭素繊維複合材料及びその製造方法、炭素繊維複合金属材料の製造方法、炭素繊維複合非金属材料の製造方法
CN1296436C (zh) 2004-06-07 2007-01-24 清华大学 一种基于碳纳米管的复合材料的制备方法
US8048940B2 (en) 2004-07-09 2011-11-01 Vanderbilt University Reactive graphitic carbon nanofiber reinforced polymeric composites showing enhanced flexural strength
US20060032983A1 (en) 2004-07-19 2006-02-16 Brand Joseph H Foreign object damage tolerant nacelle anti-icing system
US7378040B2 (en) 2004-08-11 2008-05-27 Eikos, Inc. Method of forming fluoropolymer binders for carbon nanotube-based transparent conductive coatings
WO2006051147A1 (es) * 2004-11-11 2006-05-18 Gamesa Innovation And Technology, S.L. Sistema pararrayos para pala de aerogenerador con laminados de fibra de carbono
US7211772B2 (en) 2005-03-14 2007-05-01 Goodrich Corporation Patterned electrical foil heater element having regions with different ribbon widths
JP4233560B2 (ja) * 2005-08-12 2009-03-04 株式会社Ｇｓｉクレオス プリプレグの製造方法
US7157663B1 (en) 2005-10-12 2007-01-02 The Boeing Company Conducting-fiber deicing systems and methods
WO2008048295A2 (en) 2005-11-18 2008-04-24 Northwestern University Stable dispersions of polymer-coated graphitic nanoplatelets
WO2008048705A2 (en) * 2006-03-10 2008-04-24 Goodrich Corporation Low density lightning strike protection for use in airplanes
CN101565893B (zh) 2006-05-02 2015-05-20 罗尔股份有限公司 制造纳米增强碳纤维和含有纳米增强碳纤维的组件的方法
CA2585992C (en) 2006-06-08 2014-06-17 Sulzer Metco (Us) Inc. Dysprosia stabilized zirconia abradable
US20080020193A1 (en) 2006-07-24 2008-01-24 Jang Bor Z Hybrid fiber tows containning both nano-fillers and continuous fibers, hybrid composites, and their production processes
US8088352B2 (en) 2006-11-28 2012-01-03 Vanderbilt University Graphitic-carbon-nanofiber/polymer brushes as gas sensors
US7919151B2 (en) * 2006-12-14 2011-04-05 General Electric Company Methods of preparing wetting-resistant surfaces and articles incorporating the same
US20080166563A1 (en) * 2007-01-04 2008-07-10 Goodrich Corporation Electrothermal heater made from thermally conducting electrically insulating polymer material
US9233850B2 (en) 2007-04-09 2016-01-12 Nanotek Instruments, Inc. Nano-scaled graphene plate films and articles
US8146861B2 (en) * 2007-11-29 2012-04-03 Airbus Deutschland Gmbh Component with carbon nanotubes
GB0805640D0 (en) * 2008-03-28 2008-04-30 Hexcel Composites Ltd Improved composite materials

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102598875A (zh) * 2009-11-23 2012-07-18 应用纳米结构方案公司 碳-碳复合材料中的并入cnt的纤维
US8999453B2 (en) 2010-02-02 2015-04-07 Applied Nanostructured Solutions, Llc Carbon nanotube-infused fiber materials containing parallel-aligned carbon nanotubes, methods for production thereof, and composite materials derived therefrom
US9017854B2 (en) 2010-08-30 2015-04-28 Applied Nanostructured Solutions, Llc Structural energy storage assemblies and methods for production thereof
US9907174B2 (en) 2010-08-30 2018-02-27 Applied Nanostructured Solutions, Llc Structural energy storage assemblies and methods for production thereof
CN104011432A (zh) * 2011-12-21 2014-08-27 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 用于发动机或链条传动装置的滑动元件
CN102785437A (zh) * 2012-07-19 2012-11-21 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种复合导电薄层及其制备方法和应用
CN106978718A (zh) * 2017-03-28 2017-07-25 青岛科技大学 一种碳纤维快速贴附双相层碳纳米管的表面改性方法
CN106978718B (zh) * 2017-03-28 2019-08-27 青岛科技大学 一种碳纤维快速贴附双相层碳纳米管的表面改性方法
US11566369B2 (en) 2018-03-28 2023-01-31 Zoltek Corporation Electrically conductive sizing for carbon fibers
CN111764158A (zh) * 2020-07-28 2020-10-13 唐山烯彤科技有限公司 一种导电短纤维的制备方法
CN111764158B (zh) * 2020-07-28 2023-01-24 唐山烯彤科技有限公司 一种导电短纤维的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2013408B2 (en) 2016-09-28
US7832983B2 (en) 2010-11-16
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US20110001086A1 (en) 2011-01-06
CN101484628A (zh) 2009-07-15
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EP2022886A1 (en) 2009-02-11
EP2660385B1 (en) 2018-07-04

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